Условные обозначения горных пород

Условные штриховые обозначения горных пород на литологических картах приведены на рис. 16.

 

	Рис. 16. Обозначение горных пород: 1 – известняк, 2 – мергель, 3 – песчаник, 4 – доломит, 5 – аргиллит, 6 – мел, 7 – алевролит, 8 – опока, 9 – сланец, 10 – мелкий песок, 11 – лёсс, 12 – песок гравелистый, 13 – глина, 14 – суглинок, 15 – ил, 16 – туф, 17 – диорит, 18 – гранит

 

Определение минералов и горных пород

Методика определения минералов и горных пород несколько различна. При определении минералов используются в основном внешние признаки и физические свойства, а также характерная ассоциация минералов-спутников. При диагностике горных пород важно учитывать геологические условия их нахождения и формы залегания.

Определение минералов

К определению минералов с использованием справочника, размещенного на сайте, рекомендуется подходить следующим образом:

1. Внимательно прочитать вводные главы и уяснить основные способы определения или оценки важнейших физических свойств минералов (твердости, удельного веса, спайности, цвета, блеска, излома).

2. Научиться выполнять элементарные химические испытания, применяемые при определении фосфатов (реакция с азотной кислотой и молибденово-кислым аммонием), карбонатов (реакция с соляной кислотой и реакции окрашивания) и некоторых других групп минералов.

3. Для определения образца неизвестного минерала нужно обратиться в первую очередь к помещенным в конце раздела спискам, в которых минералы Crруппированы по ведущим физическим свойствам: цвету, блеску твердости, удельному весу. Отыскав по совокупности этих свойств, установленных на определяемом образце, несколько подходящих минералов, следует далее прочитать их описания в тексте и с учетом наблюдаемой ассоциации (минералов-спутников) и специфических особенностей данного образца постараться сократить число «подозреваемых» минералов до минимума — по-возможности до одного. В описаниях минералов в рубрике «Диагностика» сведены наиболее характерные отличительные особенности каждого минерала, что должно облегчить процесс определения.

4. Большую помощь в определении минералов призваны оказать цветные иллюстрации, однако полагаться только на них невозможно. В природе многие минералы представлены несколькими разновидностями: часто один и тот же минерал в разных месторождениях выглядит неодинаково. Кроме того, для определения минералов привлекается весь комплекс их свойств, а не только окраска и внешний облик.

5. В сложных случаях, когда в полевых условиях однозначного определения достигнуть не удается, но образец по каким-либо причинам кажется интересным, следует доставить его в ближайшее геологическое учреждение (их адреса см. в приложении), где специалисты при необходимости с применением точных лабораторных методов исследования помогут добиться правильного решения.

Пример. Образец темной, судя по форме залегания изверженной (по-видимому, вулканической) породы с изометричными, округлыми и неправильной формы пустотами (миндалинами) и прожилками, в которых присутствуют заинтересовавшие нас минералы:

1. Сплошные выделения серого цвета, местами с тонкой концентрической (в прожилках параллельной контактам) полосчатостью, без спайности, весьма твердые (ножом не чертятся), полупрозрачные, с восковым блеском и небольшим удельным весом.

2. Лучистые сноповидные агрегаты игольчатых кристаллов белого цвета, полупрозрачные, с бесцветной чертой, совершенной спайностью, стеклянным (до перламутрового) блеском, средней твердостью (чертятся острием ножа и куском стекла) и невысоким удельным весом.

3. Розетки мелких пластинчатых кристаллов кирпично-красного цвета, с белой чертой, стеклянным до перламутрового блеском и совершенной спайностью; твердость и удельный вес — как у предыдущего минерала.

Ход определения

1. В группировке минералов по цвету выбираем список минералов серого цвета. Последовательно сопоставляем его с перечнями минералов высокой твердости (> 5, 5), минералов с восковым блеском и небольшим (< 2, 9) удельным весом. Выписываем название минералов, повторяющиеся во всех четырех списках. В данном случае таких названий оказывается всего два: агат и халцедон. По алфавитному указателю минералов отыскиваем их описания и выясняем, что агат представляет разновидность халцедона с характерным концентрически-полосчатым рисунком. Обстановка нахождения определяемого минерала согласуется с указанной в справочнике для халцедона (агата). Полевое определение минерала: халцедон, местами переходящий в его концентрически-полосчатую разновидность — агат.

2. Аналогичным способом сравниваем список минералов белого цвета с перечнями минералов, имеющих стеклянный и особенно перламутровый (более характерный с точки зрения диагностики) блеск, среднюю твердость (> 2, 5-4, 5) и низкий удельный вес (< 2, 9). Учитываем также совместное нахождение определяемого минерала с халцедоном в миндалинах и прожилках вулканической породы.

В результате получаем набор из нескольких минералов (бораты, десмин, кальцит и др.), найдя описания которых видим, что они относятся к классам боратов, карбонатов и к группе цеолитов из класса силикатов. Отбросив бораты (ввиду явного несоответствия условий нахождения определяемого минерала указанным в справочнике для боратов), оказываемся перед выбором между карбонатом и цеолитом. Проверка производится с помощью соляной кислоты. Выясняем, что минерал не «шипит» от капли кислоты, т.е. не является карбонатом. Останавливаемся на группе цеолитов; читаем ее описание и характеристики отдельных минералов группы.

По совокупности признаков с учетом условий нахождения определяемого минерала делаем предположение, что это, вероятнее всего, десмин. Полевое определение: минерал из группы цеолитов (скорее всего, десмин).

3. Подобным же образом, только используя список минералов красного цвета, определяем третий минерал тоже как цеолит, вероятнее всего гейландит.

Сравнивая образец с иллюстрациями, убеждаемся в его сходстве с изображениями агата и цеолитов.

В практике могут встретиться и более сложные случаи, когда для определения минерала придется подробно прочитать описания 5-6 минералов из разных классов и групп, поскольку на предварительном этапе, т.е. по группировочным перечням, не удастся больше сузить круг сходных между собой минералов.

Определение горных пород

Несколько иной подход рекомендуется к диагностике горных пород. Определить горную породу — это значит на основании совокупности признаков дать ей правильное наименование.

Определение горной породы должно проводиться в штуфе (образце) размером приблизительно 12 х 9 х 2 см, имеющем почти со всех сторон «свежий скол». Определение на основании рассмотрения выветренной («несвежей») поверхности может привести к ложным результатам.

Определение рекомендуется производить непосредственно в походе (маршруте). В полевых условиях, в коренных выходах горных пород на поверхность, имеется возможность учесть условия залегания пород, что при определении многих из них нередко приобретает решающее значение.

Приступая к определению горной породы, необходимо:

• ознакомиться с основными различиями между осадочными, вулканогенно-обломочными, магматическими (интрузивными и эффузивными) и метаморфическими горными породами;
• освоить методы определения основных физических свойств горных пород (см. главу «Физические свойства и особенности строения горных пород»);
• уметь распознавать главные породообразующие минералы: кварц, полевые шпаты, нефелин, карбонаты, темноцветные минералы и др., а также вулканическое стекло.

В случаях когда зерна минералов малы (до 1-2 мм), определение следует вести с помощью 7-10-кратной лупы.

Полезно также овладеть главнейшими приемами химических испытаний горных пород, которые применяются для целей диагностики, как-то:

• реакция на фосфор (см. группу фосфатных пород — фосфорит пластовый);
• взаимодействие с 10%-ной соляной кислотой (см. описание карбонатных пород);
• окрашивание азотной кислоты и органических растворителей, т.е. скипидара, бензина и т.д. (см. группу ископаемых углей — бурый уголь);
• реакции окрашивания карбонатов, и глинистых минералов.

Целесообразно иметь при себе в закрытых сосудах небольшие объемы упомянутых веществ.

К справочнику приложен определитель горных пород на четырех листах, каждый из которых представляет по существу часть многолучевой диаграммы. Процесс определения сводится к установлению свойств и признаков, указанных на листах диаграммы, с последовательным перемещением по той или иной ветви от исходной точки.

Первым шагом в определении является отнесение горной породы к одной из трех категорий (лист 1): а) рыхлых, сыпучих, б) слабо связанных, легко ломающихся руками или в) прочно связанных, руками не ломающихся. Предположим, что порода отнесена к третьей категории.

Вторым шагом будет выяснение: имеет ли порода однородное сложение, либо она является полосчатой или слоистой, и притом отдельные слои имеют однородное строение, или, наконец, она полностью или частично (в отдельных слоях) состоит из основной массы и каких-либо включений.

Пример. Допустим, что определяемая порода попала во вторую из перечисленных групп. В соответствии с рекомендацией, данной на листе 1, переходим на лист 4, объединяющий все породы с указанными свойствами.

Дальнейший выбор должен быть произведен по следующим признакам:

• а) порода состоит из шарообразных гороховидных тел;
• б) является кристаллически-зернистой;
• в) является тонкозернистой, скрытокристаллической (отдельные зерна простым глазом неразличимы);
• г) имеет обломочное строение (состоит из сцементированных обломков горных пород и минералов);
• д) является пористой, губчатой, пенистой или пузыристой;
• е) аморфна.

Отнеся рассматриваемую породу к одной из перечисленных категорий, переходим к выявлению признаков, приведенных на диаграмме-определителе. Например, для кристаллически-зернистой породы выясняем, сланцеватая она или несланцеватая (массивная); для несланцеватых — «состоит из одного минерала» или «из нескольких минералов»; для пород, состоящих из нескольких минералов, имеем три подразделения в соответствии с долей темноцветных: «темноцветные минералы слагают более 50% объема породы», «то же — от 5 до 50%» и «темноцветных минералов нет». Если определение ведется именно по этому пути, то далее требуется выяснить, имеется или отсутствует в породе тот или иной минерал: полевой шпат, кварц, нефелин, кальцит и т.д.

В результате подобного процесса на внешнем конце последнего ответвления читаем название определяемой горной породы.

Далеко не всегда решение бывает единственным (однозначным); чаще мы приходим к двум-трем, иногда к большему числу наименований горных пород. Выбрать правильное решение помогают следующие обстоятельства:

• Наименования горных пород в определителе помещены в цветные рамки. Красной рамкой обведены названия магматических пород, синей — осадочных, черной — вулканогенно-обломочных и зеленой — метаморфических. Зная общие признаки этих групп пород, можно найти правильное решение или вновь значительно сузить круг возможных решений.
• В текстовой части справочника-определителя по завершении описания каждой горной породы есть раздел « Диагностика ». Рассмотрение этих признаков, а также сопоставление описаний горных пород, оставшихся для окончательного выбора, с имеющимся образцом позволяют найти единственное решение и завершить определение горной породы.

Несколько дополнительных замечаний. Не во всех случаях определитель дает в равной степени конкретный результат. Наибольшую трудность составляет диагностика весьма разнообразных тонкозернистых, скрытокристаллических горных пород, где она опирается исключительно на общие физические свойства и условия залегания породы и где сведения о минеральном составе не могут быть привлечены. В связи с этим в определителе можно найти в качестве окончательных результатов такие: «группа кислых излившихся пород» и т.п., указывающие на принадлежность определяемой породы к упомянутой группе.

Для конкретной диагностики некоторых полнокристаллических горных пород (диоритов и гранитов) требуется, например, отличать плагиоклаз от ортоклаза (микроклина). Эти определения могут быть сделаны с помощью лупы, но требуют некоторого навыка и «острого глаза». В связи с этим гранитоиды в определителе более дробно не подразделяются. Это делается в тексте справочника.

В других сложных случаях в тексте при описании соответствующих типов пород помещен дополнительный определитель (см., например, брекчия, табл. 9).

Билет 1

Вопрос 1

Солнечная система представляет собой группу планет, их спутников, множество астероидов и метеоритных тел. Все планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца в одном направлении и почти в одной плоскости.

Солнце представляет собой звезду среднего размера, его радиус около 700 тыс. км. Солнце – рядовая звезда нашей Галактики, которая расположена ближе к ее краю в одном из спиралевидных рукавов. Солнце относится к звездам второго поколения, или «среднего» возраста, которые возникли несколько миллиардов лет назад. Возраст Солнца оценивается примерно в 5 млрд лет. Считается, что звезды первого поколения имеют возраст на 8-10 млрд лет больше. В Галактике существуют также молодые звезды, которым всего от 100 тыс. до 100 млн лет. Солнечная система обращается вокруг центра Галактики со скоростью около 220 км/с. Солнце совершает один оборот вокруг центра Галактики за 250 млн лет. Этот период называют галактическим годом.

Солнце представляет собой плазменный шар средней плотностью 1, 4 г/см3, окруженный так называемой короной, которую можно наблюдать. Активность Солнца цик-лична, цикл составляет примерно 11 лет. Источником солнечной энергии являются термоядерные реакции превращения водорода в гелий, которые происходят в недрах. Светимость Солнца, по некоторым данным, не меняется на протяжении миллиардов лет.

Начиная с 1960-х гг. планеты Солнечной системы исследуются с помощью космических аппаратов, которые передают на Землю их изображения, данные о характере поверхности, составе атмосферы и т. п. В Солнечной системе насчитывают девять планет, которые расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Между Марсом и Юпитером находится кольцо астероидов, которые также движутся вокруг Солнца. Сейчас известно около 2000 астероидов. От центра Солнечной системы до орбиты последней планеты – Плутона – расстояние составляет примерно в 5, 5 световых часов.

Размеры планет значительно меньше Солнца, например Земля в 100 раз меньше Солнца. Некоторые планеты Солнечной системы имеют собственные спутники: Земля и Плутон – по одному, Марс и Нептун – по два, Уран – 5, у Сатурна, по последним данн^хм, – 32 спутника, а у Юпитера – 39. Все планеты Солнечной системы, а также их спутники светят отраженным светом Солнца, именно поэтому они могут наблюдаться в телескопы.

Считается, что все планеты Солнечной системы возникли почти одновременно примерно 4, 6 млрд лет назад. В современной астрономии принята концепция холодного начального состояния планет, которые под влиянием электромагнитных и гравитационных сил образовались в результате объединения твердых частиц газово-пылевого облака, окружавшего Солнце. Само облако, или протопланетная туманность, возникло вместе с Солнцем и имело форму диска. Протопланетная туманность состояла из плотного межзвездного вещества, которое могло образоваться в результате взрыва относительно недалекой сверхновой звезды, ускорившего процесс конденсации газа. Уровень давления в прото-планетном облаке был таков, что вещество из газа конденсировалось сразу в твердые частицы, минуя фазу жидкости. В некоторый момент плотность газа стала столь высокой, что в нем образовались уплотнения. Из исходного газового облака сначала возникла система колец, которые затем распались на множество отдельных сгустков. Сталкиваясь друг с другом, газовые сгустки продолжали сжиматься и уплотняться, образуя так называемые допланетные тела. Их первоначальное количество оценивается во множество миллионов.

Образование допланетных тел продолжалось десятки тысяч лет. Формирование же самих планет заняло от 105до 108лет. Столкновение допланетных тел друг с другом привело к тому, что наиболее крупные из них начали еще более увеличиваться в размерах, вследствие чего образовались планеты. По аналогии с возникновением планет объясняется появление их спутников.

Необходимо отметить, что исчерпывающей и во всех смыслах удовлетворительной теории образования Солнечной системы пока не создано, во всех моделях существуют неясности и противоречия, которые требуют разрешения. Так, астрофизик В. Мак-Рей считает, что «проблема происхождения Солнечной системы продолжает оставаться, пожалуй, самой значительной из всех нерешенных проблем астрономии».

Все планеты Солнечной системы можно разделить на две группы: планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) и планеты земного типа (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Плутон). Планеты-гиганты и планеты земного типа различаются по химическому составу. Так, в составе твердых оболочек Юпитера и Сатурна преобладают водород и гелий, эти планеты по химическому составу близки к Солнцу. Планеты земного типа в этом смысле резко отличаются от Солнца, наиболее распространенные элементы в их твердых оболочках – железо, кислород, кремний и магний.

Строение всех планет Солнечной системы слоистое. Слои различаются по плотности, химическому составу и другим физическим свойствам. В недрах планет происходит радиоактивный распад элементов. Поверхность планет формируется под действием двух типов факторов: эндогенных и экзогенных. Эндогенные факторы – это процессы в ядре планеты, которые меняют ее внешний облик: перемещения участков коры, вулканические извержения, горообразование и т. п. Экзогенные факторы связаны с внешними воздействиями: химические реакции при соприкосновении с атмосферой, изменения под действием ветра и осадков, падение метеоритов и т. п.

К особым космическим объектам относятся кометы. Кометы представляют собой небольшие тела диаметром от 5 до 10 км, состоящие из водяного льда с вкраплениями льдов летучих соединений. Согласно современным данным, кометы являются побочным продуктом формирования планет-гигантов. Основная масса кометы сосредоточена в ее ядре. Под воздействием космического излучения из ядра кометы выделяются газы, образующие голову и хвост кометы, который может достигать несколько миллионов километров в длину. Кометы живут сравнительно недолго: от нескольких столетий до нескольких тысячелетий.

 

Билет 2

Вопрос 1

Малые планеты – астероиды (греч. asteroedeis – звездоподобные) со звездами не имеют ничего общего, а названы так только потому, что в телескоп видны как точечные объекты. Интересна история открытия малых планет. К концу XVIII в. был известен эмпирический закон планетных расстояний (так называемое правило Тициуса – Боде), согласно которому между Марсом и Юпитером должна была находиться еще одна неизвестная планета. Поиски ее привели астронома Пиацци к открытию в 1801 г. планеты Церера диаметром 1003 км. Открытие еще трех планет: Паллады – 608 км, Юноны – 180 км и Весты – 538 км – было неожиданным. В последние годы обнаруживают астероиды до 1 км в диаметре, а их общее количество достигает нескольких тысяч. Поскольку астероиды движутся, то при длительных фотографических экспозициях они получаются в виде ярких белых черточек на черном фоне звездного неба. Наблюдения показали, что астероиды имеют неправильную многогранную форму и движутся по орбитам различной формы – от окружностей до сильно вытянутых эллипсов; подавляющее большинство их (98%) заключено между орбитами Марса и Юпитера («главный пояс астероидов»), но астероид Икар подходит к Солнцу ближе Меркурия, а некоторые удаляются до Сатурна. Орбиты большинства астероидов сосредоточены вблизи плоскости эклиптики; периоды обращения их составляют от 3, 5 до 6 лет; предполагают, что они вращаются вокруг своих осей (на основании периодического изменения видимого блеска). По вещественному составу выделяют каменные, углистые и металлические астероиды.

Суммарная масса всех астероидов оценивается в 0, 01 массы Земли. Их общее притяжение не вызывает ощутимых возмущений в движении Марса и других планет.

Орбиты некоторых астероидов пересекаются с орбитой Земли, но вероятность одновременного нахождения Земли и астероида в одной точке и их столкновения исключительно мала. Предполагают, что 65 млн. лет назад на Землю упало небесное тело типа астероида в районе полуострова Юкатан и его падение вызвало помутнение атмосферы и резкое понижение среднегодовой температуры воздуха, что отразилось на экосистеме Земли.

В настоящее время астрономы обеспокоены необычным «нашествием» крупных небесных тел в окрестности планет Солнечной системы. Так, в мае 1996 г. на небольшом расстоянии от Земли пролетели два астероида. Многие специалисты предполагают, что Солнечная система попала в своеобразный шлейф из крупных небесных тел, образованных вне нашей системы, и считают поэтому, что наряду с ядерной угрозой опасностью номер один для нашей планеты стала опасность, исходящая от астероидов. Возникла новая важная проблема – создание космической защиты Земли от астероидов, которая должна включать в себя как средства наземного базирования, так и космические средства, в том числе и размещаемые в дальнем Космосе. Создание такой системы должно осуществляться на международной основе.

С другой стороны, возрастание числа видимых астероидов может быть объяснено возрастанием объема астрономической информации в последние годы, после того как наблюдения были перенесены с поверхности Земли в ближний Космос.

По вопросу о происхождении астероидов высказывались две прямо противоположные точки зрения. Согласно одной гипотезе, астероиды – осколки большой планеты (ее назвали Фаэтон), находившейся между Марсом и Юпитером на месте главного пояса астероидов и расколовшейся вследствие космической катастрофы из-за мощного гравитационного воздействия Юпитера. Согласно другой гипотезе, астероиды – протопланетные тела, возникшие за счет сгущения пылевой среды, которые не смогли объединиться в планету из-за возмущающегося действия Юпитера. В обоих случаях «виновником» оказывается Юпитер.

Кометы (греч. kometes – длинноволосый) – небольшие тела Солнечной системы, движущиеся по сильно вытянутым эллиптическим или даже параболическим орбитам. У некоторых комет перигелии находятся близ Солнца, а афелии – за пределами Плутона. Движение комет по орбитам может быть как прямым, так и обратным. Плоскости их орбит лежат в разных направлениях от Солнца. Периоды обращения комет весьма различны: от нескольких лет до многих тысяч лет. Десятая часть известных комет (около 40) появлялась неоднократно; их называют периодическими.

В кометах выделяется голова и хвост. Голова состоит из твердого ядра и комы. Ядро – ледяной конгломерат из застывших газов (водяного пара, диоксида углерода, метана, аммиака и др.) с примесью тугоплавких силикатов, углекислых и металлических частиц – железа, марганца, никеля, натрия, магния, кальция и др. Предполагают присутствие в ядре и органических молекул. Ядра комет невелики, поперечник их – от нескольких сотен метров до нескольких (50-70) километров. Кома – газово-пылевое окружение (водород, кислород и др.), светящееся при приближении к Солнцу. Близ перигелия из ядра кометы под влиянием солнечного тепла и корпускулярных потоков происходит «испарение» (возгонка) замерзших газов и образуется светящийся хвост кометы, иногда не один. Он состоит из разреженных газов и мелких твердых частиц и направлен в сторону, противоположную Солнцу. Длина хвостов достигает сотен миллионов километров. Земля уже не раз попадала в хвосты комет, например в 1910 г. Это вызвало тогда сильное беспокойство людей, хотя никакой опасности для Земли попадание в кометные хвосты не представляет: они столь разрежены, что примесь ядовитых газов, содержащихся в составе кометных хвостов (метан, циан), в атмосфере неощутима.

Среди периодических комет наиболее интересна комета Галлея, названная именем английского астронома, открывшего ее в 1682 г. и вычислившего период обращения (около 76 лет). Именно в ее хвосте оказалась Земля в 1910 г. Последний раз она появилась в небе в апреле 1986 г., пройдя на расстоянии 62 млн. км от Земли. Тщательные исследования кометы с помощью космических аппаратов показали, что ледяное ядро кометы – монолитное тело неправильной формы размером около 15 на 7 км, вокруг которого обнаружена гигантская водородная корона диаметром 10 млн. км.

Кометы – недолговечные небесные тела, так как по мере приближения к Солнцу постепенно «тают» за счет интенсивного истечения газов или распадаются на рой метеоров. Метеорное вещество впоследствии более или менее равномерно распределяется по всей орбите родительской кометы. В этом отношении интересна история периодической (около 7 лет) кометы Биелы, открытой в 1826 г. Дважды после открытия астрономы наблюдали ее появление, а в третий раз, в 1846 г., им удалось зафиксировать деление ее на две части, которые при последующих возвращениях все больше отдалялись друг от друга. Затем метеорное вещество кометы растянулось по всей орбите, при пересечении которой Землей наблюдался обильный «дождь» метеоров.

Никаких точных данных, что Земля когда-либо сталкивалась с ядром кометы, не зафиксировано. В пределы орбиты Земли ежегодно проникает не более пяти комет. Однако есть версия, что знаменитый Тунгусский «метеорит», упавший в 1908 г. в бассейне реки Подкаменной Тунгуски, близ поселка Ванавара, является небольшим (около 30 м) осколком ядра кометы Энке, который в результате теплового нагрева в атмосфере взорвался, а «лед» и твердые примеси «испарились». При этом взрывной воздушной волной был повален лес на площади в радиусе 30 км.

В 1994 г. ученые наблюдали падение кометы Шумейкеров – Леви на Юпитер. При этом она распалась на десятки осколков по 3-4 км в диаметре, которые летели друг за другом с громадной скоростью – около 70 км/с, взрывались в атмосфере и испарялись. При взрывах возникло гигантское горячее облако размером в 20 тыс. км и температурой в 30000 °С. Падение подобной кометы на Землю закончилось бы для нее космической катастрофой.

Предполагают, что «кометное облако», окружающее Солнце, образовалось вместе с Солнечной системой. Поэтому, исследуя вещество комет, ученые получают сведения о первичном материале, из которого сформировались планеты и спутники. Кроме того, появились предположения об «участии» комет в зарождении жизни на Земле, поскольку радиоспектроскопическими методами доказано наличие в кометах и метеоритах сложных органических соединений (формальдегида, цианоацетилена и др.).

Метеоры, называемые обычно «падающими звездами», – это мельчайшие (мг) твердые частицы, которые влетают в атмосферу со скоростью до 50-60 км/с, нагреваются из-за трения о воздух до нескольких тысяч градусов Цельсия, ионизируют газовые молекулы, заставляя их излучать свет, и испаряются на высоте 80-100 км над земной поверхностью. Иногда в небе появляется большой и исключительно яркий огненный шар, который может расколоться и даже взорваться во время полета. Такой метеор называют болидом. Подобный огненный шар взорвался 25 сентября 2002 г. в Иркутской области, между поселками Мама и Бодайбо. В небе фиксируются как единичные метеоры, беспорядочно появляющиеся на небосводе, так и группы метеоров в виде метеорных потоков, в пределах которых частицы движутся параллельно друг другу, хотя в перспективе кажется, что они разлетаются из одной точки неба, называемой радиантом. Метеорные потоки называются по тем созвездиям, в которых расположены их радианты. Земля пересекает орбиту Персеид около 12 августа, Орионид – 20 октября, Леонид – 18 ноября и т. д. Метеорные потоки движутся по орбитам тех астероидов или комет, в результате распада которых они образуются. Орбиты метеорных потоков тщательно изучаются в целях безопасности космических кораблей и аппаратов.

Метеоритами (от греч. meteora – небесные явления) называются крупные метеорные тела, которые падают на Землю. Ежегодно на земную поверхность выпадает около двух тысяч метеоритов общей массой около 20 тонн. Они представляют собой обломки округло-угловатой формы, покрытые обычно тонкой черной коркой плавления с многочисленными ячейками от сверлящего действия струй воздуха. По своему строению они бывают трех классов: железные, состоящие в основном из никелистого железа, каменные, в состав которых входят преимущественно силикатные минералы, и железокаменные, состоящие из смеси этих веществ. Среди каменных есть две группы: хондриты (зернистые метеориты) и ахондриты (землистые метеориты). Преобладают каменные метеориты. Физико-химический анализ метеоритов свидетельствует, что они состоят из химических элементов и их изотопов, известных на Земле, что подтверждает единство материи во Вселенной.

Самый крупный метеорит Гоба размером 2, 75 на 2, 43 м весом 59 т найден в юго-западной Африке, он железный. Сихотэ-Алинский метеорит (упал в 1947 г.) в воздухе раскололся на тысячи частей и выпал на Землю «железным дождем». Общий вес собранных осколков составляет около 23 т, ими создано 24 ударных кратера от 8 до 26 м в поперечнике. Метеорит Кааба («Черный камень») хранится в мечети г. Мекка в Саудовской Аравии и служит предметом поклонения мусульман. Много метеоритов обнаружено в Антарктиде, встречаются они и в осадках ложа Мирового океана.

а – относительная частота выпадения метеоритов разных классов (по Дж. Вуду); б – минеральный состав типичного хондрита (по В. Е. Хаину).

 

На заре существования Земли, когда неиспользованного материала в Солнечной системе было еще очень много, а атмосфера Земли – защита от метеоритов – была еще очень тонка, количество метеоритов, бомбардировавших Землю, было огромно и ее поверхность напоминала лик Луны. Со временем большая часть кратеров была уничтожена тектоническими и экзогенными процессами, но многие из них все же сохранились в виде кольцеобразных геологических структур, называемых астроблемами («звездными шрамами»). Особенно хорошо они видны из Космоса. Они достигают десятков километров в диаметре. Изучение метеоритов позволяет судить о строении и свойствах небесных тел и пополняет наши сведения о внутреннем строении Земли.

 

 

 

Билет 3

Вопрос 1

Представление о форме Земли менялись на протяжении развития человечества. Древние народы Земли представляли ее плоской. В Древней Греции во времена Гомера (IX-VIII вв. До н. Э.) Землю представляли немного выпуклым диском, подобным щита воина, и считали, что сушу отовсюду омывает океан.

Во времена Пифагора (VI в. До н. Э.) Предполагали, что Земля - шар, как и другие планеты. Первые доказательства шарообразности Земли принадлежат древнегреческом ученому Аристотелю (IV в. До н. Э.). К ним он относил наблюдения за лунными затмениями, во время которых тень от Земли, попадает на поверхность Луны, всегда круглая; изменение вида звездного неба при продвижении по меридиану; расширение горизонта, когда становишься выше.

Постепенно представление о Земле как шар стали базироваться не на наблюдениях, а на точных расчетах и измерениях. Первым, кто установи в размеры земного шара, был древнегреческий ученый Эратосфен (III-II вв. До н. Э.). Он измерил длину дуги 1 ° меридиана, а затем на этой основе определил длину всей Земли за меридианом (около 40000 км).

В период средневековья из-за господства религии во всех сферах жизни много научных представлений античных народов о Земле отрицались. Учение о шарообразности Земли в целом отвергалось.

С конца XV в. начинается возрождение науки. Начался период Великих географических открытий. Христофор Колумб в поисках западного пути в Индию открыл Новый Свет - Америку (одна тысяча четыреста девяносто два p.). Васко-да-Гама обошел Африку, проложил морской путь в Индию (+1497 p.).

Первым доказал шарообразности Земли на практике португалец Фернан Магеллан, экспедиция которого в 1519- 1522 гг. Осуществила первое в истории кругосветное плавание. Испания и Португалия - сильные морские страны XV в. - В 1494 г.. Заключили договор о разделе сферы влияния. Линия раздела проходила примерно по меридиану 46 ° с. д. (Азорские острова). К западу от этой линии земли, воды и возможные дальнейшие открытия считались испанскими, а на восток - португальскими. Невыясненным оставалось положение разделительной линии вблизи восточноазиатских берегов, где размещены Молуккские острова, которыми пользовались португальцы. Для выяснения достоверности размещения островов в Испании было сформировано экспедицию под руководством Магеллана. Путешествие началось 20 сентября 1519 p., И из испанского порта Сан-Лукар 5 кораблей и 265 человек пересекли в юго-западном направлении Атлантику и достигли восточного побережья Южной Америки. Затем вдоль материка поплыли на юг в поисках пролива, который ведет на запад.

В одной из бухт Магеллан остановился на зимовку. В октябре 1520 экспедиция продолжила свой путь. Через несколько дней нашли проход на запад - узкий пролив, которая позже была названа именем Магеллана. 28 ноября 1520 корабли вышли в открытый океан и поплыли на север вдоль материка, а затем начали пересекать океан. Плавание через океан продолжалось 3 месяца и 20 дней. В марте 1521 экспедиция достигла Марианских островов, затем - Филиппинских. Путь был тяжелый, не хватало продуктов, воды, почти все болели цингой, 19 человек умерли. Погода была хорошая, поэтому Магеллан назвал океан Тихим.

На Филиппинских островах Магеллан был убит в схватке с местными жителями. К Молуккских островов добрались два корабля. Эспиноса возглавил один корабль, Элькано второй. Эспиноса отправился в Испанию восточным путем, его корабль захватили португальцы. Корабль Элькано возвращался в Испанию западным путем, через Индийский и Атлантический океаны вокруг мыса Доброй Надежды. Его корабль вошел в Сан-Лукар 6 сентября 1522 Из экспедиции Магеллана вернулось лишь 18 человек и один корабль.

Экспедиция Магеллана доказала, что большая часть поверхности Земли занято не сушей, а океаном, и между Америкой и Азией - Тихий океан. Было установлено единство Мирового океана и подтверждено шарообразности Земли.

В связи с развитием знаний о природе Земли представление о ее форме продолжали совершенствоваться. В конце XVII в. на основе работы Ньютона возникло представление о том, что в результате вращения вокруг своей оси Земля должна быть сплюснутая у полюсов - то есть иметь форму сфероида или эллипсоида. Действительно, экваториальный радиус Земли на 21, 4 км длиннее полярного.

Позже на основе измерения силы тяжести было установлено, что фигура Земли отличается от правильной формы сфероида через неоднородную строении недр, неравномерное распределение масс. Истинная геометрическая фигура, которая соответствует форме Земли, названная геоидом, ее поверхность везде перпендикулярна направлению силы тяжести. Поверхность геоида совпадает с выровненной поверхностью Мирового океана. Поднятие и опускание геоида над сфероидом составляют ± 50... ± 100 м.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: